EP2899128A1 - Dispositif d'accueil d'un drone sur un véhicule et véhicule associé à un tel dispositif - Google Patents

Dispositif d'accueil d'un drone sur un véhicule et véhicule associé à un tel dispositif Download PDF

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EP2899128A1
EP2899128A1 EP15152248.9A EP15152248A EP2899128A1 EP 2899128 A1 EP2899128 A1 EP 2899128A1 EP 15152248 A EP15152248 A EP 15152248A EP 2899128 A1 EP2899128 A1 EP 2899128A1
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EP
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drone
vehicle
reception device
support
base
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Jean-Yves Sautet
Dominique Possidente
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Nexter Systems SA
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Nexter Systems SA
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    • B64U80/86—Land vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
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    • B64U30/20—Rotors; Rotor supports
    • B64U30/21—Rotary wings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U70/00—Launching, take-off or landing arrangements
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64U—UNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00—Type of UAV
    • B64U10/10—Rotorcrafts
    • B64U10/13—Flying platforms

Definitions

  • the technical field of the invention is that of reception devices for drones on board vehicles.
  • Carrying civilian or military drones in vehicles means that they can be operated autonomously from inside the vehicle, without having to expose personnel on board to threats and bad weather in the environment in which the vehicle is located. vehicle evolves.
  • the patent RU2470250 discloses a military vehicle with a trunk able to house a drone.
  • the trunk is able to open or close automatically by means of panels located on the top of the trunk.
  • a lifting table on which the drone is based, brings it to the outside of the trunk and allows the drone to take off or land.
  • the patent US2011 / 006164 describes a solidarity platform of a ship and can receive a drone.
  • the platform comprises means for securing by depression or magnetic.
  • such a device requires a power supply to maintain the drone on the platform and it also imposes a control device that can cut the supply of energy to release the drone.
  • the patent JPH09-302628 proposes a platform for drone arranged in the back of a terrestrial vehicle.
  • the platform comprises a lifting means for bringing the drone into or out of a vehicle housing. This document does not provide any solution for automatically securing the drone in a transport position and its automatic release in the takeoff position.
  • the invention proposes to solve this problem of automation of the stowage / undocking.
  • the elevation means comprises at least two rods mounted on a chisel and able to raise the support parallel to the base of the lifting means.
  • the elevation means comprises an electric jack adapted to move the support between the low position and the high position.
  • the magnetic stud comprises a permanent magnet.
  • the permanent magnet comprises a neodymium alloy.
  • the invention also relates to a vehicle for transporting a drone and characterized in that it comprises a reception device according to the invention.
  • a vehicle 100 comprises superstructure, a trunk 101 for housing a flying drone.
  • doors 102 of the trunk 101 are opened and a reception device 1 for drone emerges from the trunk.
  • a drone 10 is in flight above the docking device 1.
  • a drone 10 comprising a rotary wing with double counter-rotating rotors 11 is placed on the device 1.
  • the device 1 comprises a support 12 on which the drone 10 rests.
  • the support 12 is linked by two first sliding pivot links 13 to the upper ends of two connecting rods 14.
  • the sliding pivot links 13 comprise rollers capable of translating into chutes located in the plane of the support 12 thus allowing the rotation of the rods 14 and their approximation or their relative spacing.
  • the lower end of the connecting rods 14 comprises second sliding pivot connections 17 similar to the first sliding pivot links and secures the lower end of the connecting rods 14 with a base 16 of the device 1.
  • the chutes of the second sliding pivot connections are parallel to the first chutes and are therefore able to allow the translation of the ends of the connecting rods in the plane of the base 16 (the troughs and rollers of sliding pivot links are not shown).
  • Each of the second lower sliding pivot links 17 comprises a nut (non-visible nut) traversed by a screw 18.
  • Each screw 18 is driven by an electric motor 19, the assembly forming an electric jack 40 intended to move the second ends closer to or away from each other.
  • connecting rods 14 for lowering or raising the support 12 relative to the base 16.
  • the rods are of equal length and are assembled in pairs by a scissor assembly having a pivot connection 25 located substantially in the middle of each rod 14
  • the ends of the connecting rods 14 form a parallelogram P regardless of their position.
  • the lifting means 20 of the support 12 thus formed by the connecting rods 14 and the electric jack 40 makes it possible to raise the support 12 parallel to the base 16.
  • the person skilled in the art may use a hydraulic or pneumatic cylinder or other means motors to provide the ascending and descending force of the device.
  • the device 1 is shown in a so-called low position placing the support 12 in the vicinity of the base 16.
  • the base 16 securely carries two magnetic studs 15 placed on either side of the elevating means 20.
  • the magnetized portion 15a of the studs 15 comprises a neodymium alloy forming a strong magnet.
  • the skilled person may also use a conventional permanent magnet based on ferrite or Samarium / cobalt.
  • the drone 10 comprises two fixing lugs 21 terminated in their lower part by buffers 22 of steel.
  • the buffers 22 constitute securing elements of the drone 10 on the device 1 by magnetic adhesion of the steel to the neodymium alloy.
  • the strong magnetic power of the neodymium ensures the docking of the drone 10.
  • the skilled person will size the number of studs 15 and the strength of the magnets 15a according to the mass of the drone 10 and transport constraints that the drone 10 is brought to suffer.
  • At least the rods 14 or the support 12 are non-magnetic material so as not to affect the drone 10 by conduction of the magnetic effect of the pads 15.
  • the skilled person will size the elevation means 20 so that it produces an elevation force sufficient to counteract the adhesion force of the magnetic studs 15 and a distance of elevation D sufficient to subtract the drone magnetic effects of the pads 15.
  • the upward movement of the support can be stopped well after the influence of the magnets has ceased, for example, to bring the drone 10 to emerge entirely above the edges of a trunk such as that shown on the vehicle to figures 2 and 5 .
  • the invention allows the safe maintenance of the drone on the host device 1 even in case of power failure because of the permanence of the magnetization fixing the securing elements.
  • the elevating means 20 may comprise several sets of pairs of rods 14a, 14b superimposed to increase the elevation stroke.
  • the embodiment of the elevating means is not limited to the scissor link device but other means not shown such as telescopic rods (not shown) may be employed.
  • the support 12 comprises buckets 26 substantially conical with the largest opening facing upwards in order to guide each of the securing elements 22 towards the magnetic studs 15.
  • the embedded drone may or may not be vertical takeoff or be replaced by a removable load having the same attachment interfaces on the device as the drone, namely magnetic securing elements.

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Abstract

L'invention porte sur un dispositif d'accueil (1) pour drone (10) destiné à être embarqué à bord d'un véhicule (100) caractérisé en ce que le dispositif d'accueil (1) comporte: un support (12) destiné à supporter un drone (10), un moyen d'élévation (20) du support (12) destiné à déplacer le support (12) entre une position basse située au voisinage d'une base du moyen d'élévation (20) et une position élevée, au moins un plot aimanté solidaire de la base du moyen d'élévation (20), plot aimanté destiné à coopérer avec un élément d'arrimage magnétique (22) solidaire d'un drone pour assurer l'arrimage de ce dernier en position basse. L'invention vise également un véhicule associé à un tel dispositif.

Description

  • Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs d'accueil pour drones embarqués à bord de véhicules.
  • L'emport de drones civils ou militaires à bord de véhicules implique qu'ils puissent être mis en oeuvre de façon autonome à partir de l'intérieur du véhicule, sans devoir exposer des personnels embarqués aux menaces et intempéries de l'environnement dans lequel le véhicule évolue.
  • Le brevet RU2470250 divulgue un véhicule militaire comportant un coffre pouvant abriter un drone. Le coffre est apte à s'ouvrir ou se refermer automatiquement au moyen de panneaux situés sur le dessus du coffre. Lorsque le coffre est ouvert, une table élévatrice, sur laquelle repose le drone, amène celui-ci jusqu'à l'extérieur du coffre et permet ainsi au drone de décoller ou d'atterrir.
  • Cependant, pour que l'avantage d'un décollage et atterrissage autonome sans intervention de personnel du véhicule soit conservé, il faut que l'arrimage du drone soit sûr et automatique afin que le drone ne soit pas projeté, heurté ou perdu durant son transport et que cette opération d'arrimage ou de désarrimage soit également indépendante de toute intervention manuelle sur le drone.
  • Le brevet US2011/006164 décrit une plateforme solidaire d'une navire et pouvant recevoir un drone. La plateforme comporte des moyens d'arrimage par dépression ou bien magnétiques. Cependant un tel dispositif nécessite une alimentation en énergie pour assurer le maintien du drone sur la plateforme et il impose également un dispositif de commande pouvant couper la fourniture d'énergie pour libérer le drone.
  • Le brevet JPH09-302628 propose une plateforme pour drone disposée à l'arrière d'un véhicule terrestre. La plateforme comporte un moyen élévateur permettant de faire entrer ou sortir le drone d'un logement du véhicule. Ce document ne donne aucune solution permettant l'arrimage automatique du drone dans une position de transport et sa libération automatique en position de décollage.
  • L'invention se propose de résoudre ce problème d'automatisation de l'arrimage/désarrimage.
  • L'invention a pour objet un dispositif d'accueil pour drone destiné à être embarqué à bord d'un véhicule caractérisé en ce que le dispositif d'accueil comporte :
    • un support destiné à supporter un drone,
    • un moyen d'élévation du support destiné à déplacer le support entre une position basse située au voisinage d'une base du moyen d'élévation et une position élevée,
    • au moins un plot aimanté solidaire de la base du moyen d'élévation, plot aimanté destiné à coopérer avec un élément d'arrimage magnétique solidaire d'un drone pour assurer l'arrimage de ce dernier en position basse.
  • Avantageusement, le moyen d'élévation comporte au moins deux bielles montées en ciseau et aptes à élever le support parallèlement à la base du moyen d'élévation.
  • Avantageusement, le moyen d'élévation comporte un vérin électrique apte à mouvoir le support entre la position basse et la position élevée.
  • Avantageusement, le plot aimanté comporte un aimant permanent.
  • Avantageusement, l'aimant permanent comporte un alliage de néodyme.
  • L'invention porte également sur un véhicule destiné à transporter un drone et caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'accueil selon l'invention.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, description faite en référence aux dessins en annexe, dessins dans lesquels :
    • La figure 1 représente une vue latérale d'un véhicule comportant un dispositif selon l'invention en position basse.
    • La figure 2 représente une vue latérale d'un véhicule comportant un dispositif selon l'invention en position élevée.
    • La figure 3 représente une vue de détail d'un dispositif selon l'invention en position basse.
    • La figure 4 représente une vue de détail d'un dispositif selon l'invention en position élevée.
    • La figure 5 représente une vue partielle d'un véhicule selon l'invention.
  • Selon la figure 1, un véhicule 100 comporte en superstructure, un coffre 101 destiné à abriter un drone volant.
  • Selon la figure 2, des portes 102 du coffre 101 sont ouvertes et un dispositif d'accueil 1 pour drone émerge du coffre. Un drone 10 est en vol au-dessus du dispositif d'accueil 1.
  • Selon la figure 3, et selon un mode de réalisation, un drone 10 comportant une voilure tournante à double rotors contrarotatifs 11 est posé sur le dispositif 1.
  • Le dispositif 1 comporte un support 12 sur lequel repose le drone 10. Le support 12 est lié par deux premières liaisons pivots glissantes 13 aux extrémités supérieures de deux bielles 14. Les liaisons pivots glissantes 13 comportent des galets aptes à se translater dans des goulottes situées dans le plan du support 12 permettant ainsi la rotation des bielles 14 et leur rapprochement ou leur écartement relatif.
  • L'extrémité inférieure des bielles 14 comporte des secondes liaisons pivot glissantes 17 similaires aux premières liaisons pivots glissantes et solidarisent l'extrémité inférieure des bielles 14 avec une base 16 du dispositif 1. Les goulottes des secondes liaisons pivot glissantes sont parallèles aux premières goulottes et sont donc aptes à permettre la translation de l'extrémité des bielles dans le plan de la base 16 (les goulottes et galets des liaisons pivots glissants ne sont pas représentés).
  • Chacune des secondes liaisons pivot glissantes inférieures 17 comporte un écrou (écrou non visible) traversé par une vis 18. Chaque vis 18 est entrainée par un moteur électrique 19, l'ensemble formant un vérin électrique 40 destiné à rapprocher ou à écarter les secondes extrémités des bielles 14 en vue d'abaisser ou de faire monter le support 12 relativement à la base 16. Les bielles sont de longueurs égales et sont assemblées par paire par un montage en ciseaux comportant une liaison pivot 25 située sensiblement au milieu de chaque bielle 14. L'ensemble des extrémités des bielles 14 forment un parallélogramme P quelle que soit leur position.
  • Comme visible à la figure 5, deux paires de bielles parallèles 14 sont placées en bordure de deux côtés opposés du support 12 pour plus de stabilité. Le moyen d'élévation 20 du support 12 ainsi formé par les bielles 14 et le vérin électrique 40 permet d'élever le support 12 parallèlement à la base 16. L'Homme du Métier pourra utiliser un vérin hydraulique ou pneumatique ou d'autres moyens moteurs pour fournir l'effort d'ascension et de descente du dispositif.
  • Selon la figure 3, le dispositif 1 est représenté dans une position dite basse plaçant le support 12 au voisinage de la base 16.
  • La base 16 porte de façon solidaire deux plots aimantés 15 placés de part et d'autre du moyen d'élévation 20. Selon le mode de réalisation représenté, la partie aimantée 15a des plots 15 comporte un alliage de néodyme formant un aimant puissant. L'Homme du Métier pourra également utiliser un aimant permanent classique à base de ferrite ou de Samarium/cobalt.
  • Le drone 10 comporte deux pattes de fixation 21 terminées dans leur partie inférieure par des tampons 22 en acier.
  • Ainsi dans la position représentée figure 3, les tampons 22 constituent des éléments d'arrimage du drone 10 sur le dispositif 1 par adhérence magnétique de l'acier sur l'alliage de néodyme. Le fort pouvoir magnétique du néodyme assure l'arrimage du drone 10. L'homme du Métier dimensionnera le nombre de plots 15 et la force des aimants 15a en fonction de la masse du drone 10 et des contraintes de transport que le drone 10 est amené à subir.
  • Selon la figure 4, la mise en rotation du vérin électrique 40 a provoqué le rapprochement des extrémités de chacune des bielles 14 et par conséquence l'élévation du support 12 exerçant ainsi un effort de décollement entre les éléments d'arrimage 22 et les plots magnétiques 15. Une distance D est établie à partir de laquelle l'influence magnétique des plots 15 sur les éléments d'arrimage 22 est négligeable au regard de l'effort de décollage du drone 10 qui peut alors quitter librement le dispositif d'accueil 1.
  • On notera que selon le mode de réalisation représenté, au moins les bielles 14 ou le support 12 sont en matériau amagnétique afin de ne pas influer sur le drone 10 par conduction de l'effet magnétique des plots 15. L'Homme du Métier dimensionnera le moyen d'élévation 20 afin qu'il produise un effort d'élévation suffisant pour contrer l'effort d'adhérence des plots aimantés 15 ainsi qu'une distance d'élévation D suffisante pour soustraire le drone aux effets magnétiques des plots 15.
  • Selon un autre mode de réalisation le mouvement de montée du support pourra être arrêté bien après que l'influence des aimants ait cessé, par exemple, pour amener le drone 10 à émerger entièrement au-dessus des bords d'un coffre tel que celui représenté sur le véhicule aux figures 2 et 5.
  • Avantageusement, l'invention permet le maintien sûr du drone sur le dispositif d'accueil 1 même en cas de coupure électrique du fait de la permanence de l'aimantation fixant les éléments d'arrimage.
  • Ainsi, il n'est pas nécessaire de faire intervenir du personnel directement sur le drone 10 ou sur le dispositif d'accueil 1, l'ensemble des opérations d'arrimage ou de désarrimage pouvant se faire automatiquement par simple élévation ou abaissement du moyen d'élévation 20.
  • Selon la figure 5 et selon un autre mode de réalisation, le moyen d'élévation 20 pourra comporter plusieurs séries de paires de bielles 14a, 14b superposées pour augmenter la course d'élévation. Le mode de réalisation du moyen d'élévation n'est pas limité au dispositif à bielles en ciseaux mais d'autres moyens non représentés tel que des tiges télescopiques (non représentées) pourront être employées.
  • On notera que le support 12 comporte des godets 26 sensiblement coniques avec la plus grande ouverture orientée vers le haut afin de guider chacun des éléments d'arrimage 22 vers les plots aimantés 15.
  • Il est évident pour l'Homme du Métier que le drone embarqué pourra être ou non à décollage vertical ou bien être remplacé par un chargement amovible disposant des mêmes interfaces de fixation sur le dispositif que le drone, à savoir des éléments d'arrimage magnétiques.

Claims (6)

  1. Dispositif d'accueil (1) pour drone (10) destiné à être embarqué à bord d'un véhicule (100) caractérisé en ce que le dispositif d'accueil (1) comporte:
    un support (12) destiné à supporter un drone (10),
    un moyen d'élévation (20) du support (12) destiné à déplacer le support (12) entre une position basse située au voisinage d'une base du moyen d'élévation (20) et une position élevée,
    au moins un plot aimanté (15) solidaire de la base du moyen d'élévation (20), plot aimanté destiné à coopérer avec un élément d'arrimage magnétique (22) solidaire d'un drone pour assurer l'arrimage de ce dernier en position basse.
  2. Dispositif d'accueil (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'élévation (20) comporte au moins deux bielles (14) montées en ciseau et aptes à élever le support (12) parallèlement à la base du moyen d'élévation (20).
  3. Dispositif d'accueil (1) pour drone (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'élévation (20) comporte un vérin électrique (19) apte à mouvoir le support (1) entre la position basse et la position élevée.
  4. Dispositif d'accueil (1) pour drone (10) selon au moins une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le plot aimanté (15) comporte un aimant permanent (15a).
  5. Dispositif d'accueil (1) pour drone (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'aimant permanent (15a) comporte un alliage de néodyme.
  6. Véhicule (100) destiné à transporter un drone (10), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'accueil (1) selon une des revendications 1 à 5.
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